装配式建筑课件

装配式建筑介绍 目录 前言一 相关概念简介二 施工工艺简介三 与传统工艺的比较四 常用结构体系五 相关政策简述六 装配式建筑施工存在的问题七 结论与展望 建筑产业现代化的需求 建筑行业节能减排的需要改变建筑设计模式和建造方式 提高建筑科技含量 性能和质量的需要解决建筑市场劳动力资源短缺的需要有效保证工程质量 节约资源和降低成本的需要 我国建筑施工主要采用现场施工为主的传统生产方式 这种生产方式工业化程度不高 设计建造比较粗放 建筑产品质量不稳定 建设效率低 劳动力需求量大 材料损耗和建筑垃圾量大 资源和能源消耗较大 不能满足节能 环保的可持续发展建设要求 装配式混凝土结构 现代建筑产业化的主要结构形式 前言 发展历史 国内20世纪50年代 开创 主要是前苏联技术 20世纪60 80年代 发展20世纪90年代 低潮21世纪10年代 恢复 发展 创新形成部分技术和技术标准 但不完善 不系统 北京市的装配式大板住宅建筑在1959 1984年建成272 6万m2 发展历史 国外 1891年 巴黎首次使用装配式混凝土梁二战后 欧洲 美国 加拿大 日本等国并逐步形成住宅用构件和部品的标准化 系列化 专业化 商品化 社会化 国外装配式住宅比例 国内传统建筑产业化存在主要问题建筑功能 使用功能 户型单一 渗漏 不保温 不节能 标准低 质量差 粗制滥造 寿命低 结构问题 抗震性能 节点等 受质疑 房屋高度受限 耐久性差成本 20年来 随着产业形态的改变 和现浇结构相比不占优势 劳动力 运输 产业链不完备 新机遇 需求强大 市场广阔中国每年竣工的城乡房屋建筑面积约20亿平方米 是当今世界最大的建筑市场 国家明确提出加快城镇化建设 城镇化水平要从2012年52 提高到2020年的60 左右 新机遇 符合 五节一环保 和产业转型升级建筑功能和质量要求提高 可实现外装修 内装修与混凝土受力构件一次制作 提高使用功能和工程质量劳动力成本上升 人口红利逐步退出 2012年适龄劳动人口首次下降 现场劳动力匮乏 成本大幅提高房屋造价及管理成本的变化 缩短总工期 加快资金周转 提高资金使用效率 大幅度减少现场施工中的模板 钢筋 混凝土工程量及浪费 降低使用管理成本 维修成本大幅度减少建筑垃圾 降低噪声污染 节约用水 降低劳动强度 改善作业条件技术逐步成熟 经济实力逐步增强 新机遇 符合科技发展规划符合 国家中长期科学和技术发展规划纲要 2006 2020 中 城镇化与城市发展 重点领域中 建筑节能与绿色建筑 以及 建筑施工与工程装备 优先主题任务 符合国家发改委和住房城乡建设部联合发布的 绿色建筑行动方案 国办发 2013 1号 中关于 推动建筑工业化 主题 符合科技部 十二五 绿色建筑科技发展专项规划 绿色建造与施工关键技术研发 重点任务 1 预制装配式建筑将建筑的部分或全部构件在工厂预制完成 然后运输到施工现场 将构件通过可靠的连接方式组装而建成的建筑 称为预制装配式建筑 一 相关概念简介 2 混凝土预制构件 PC 是在工厂或工地预先加工制作建筑物或构筑物的混凝土部件 采用混凝土预制构件进行装配化施工 具有节约劳动力 克服季节影响 便于常年施工等优点 推广施工混凝土预制构件 是实现建筑工业化的重要途径之一 2 装配率 又称PC率 建筑单体范围内 预制构件混凝土方量占所使用的所有混凝土方量的比率称为装配率 通常按正负零以上部分核算 国家暂无统一的明确规定 装配率指标反映建筑的工业化程度 装配率越高 工业化程度越高 3 装配化率达到装配率要求的建筑单体的面积占项目总面积的比率 国家暂无统一的明确规定 一般由地方政府或建筑主管部门在土地出让和项目建设过程中管控 4 装配整体式混凝土结构由预制混凝土构件或部件通过钢筋 连接件或施加预应力加以连接并现场浇筑混凝土而形成整体的结构 按当前业内成熟的设计和施工方法 水平构件采用叠合式构件 竖向构件采用现浇 结构体系视为整体式结构体系 可符合抗震要求 5 预制保温墙体由保温层 内外层混凝土墙板组成的一种夹芯式墙体 该墙体在预制构件厂制作生产 然后运输至施工现场进行安装使用 6 建筑信息模型 BIM BIM是一种利用数字技术表达建筑项目几何 物理和功能信息以支持项目生命周期建设 运营 管理决策的技术和方法 建筑整体装配阶段工艺介绍 1 安装外墙板 预制保温墙体 二 施工工艺简介 建筑整体装配阶段工艺介绍 2 墙板连接件安装 板缝处理 建筑整体装配阶段工艺介绍 3 叠合梁安装 建筑整体装配阶段工艺介绍 4 内墙板安装 建筑整体装配阶段工艺介绍 5 柱 剪力墙钢筋绑扎 建筑整体装配阶段工艺介绍 6 电梯井道内模板安装 建筑整体装配阶段工艺介绍 7 剪力墙 柱模板安装 建筑整体装配阶段工艺介绍 8 墙 柱浇筑混凝土 建筑整体装配阶段工艺介绍 9 墙柱模板拆除 楼板支撑搭设 安装叠合式楼板 建筑整体装配阶段工艺介绍 10 吊装楼梯梯段 建筑整体装配阶段工艺介绍 11 工作面安装安全防护措施 建筑整体装配阶段工艺介绍 12 楼板拼缝处抗裂钢筋安装 建筑整体装配阶段工艺介绍 13 楼板内预埋管线安装 面层钢筋绑扎 建筑整体装配阶段工艺介绍 14 楼板混凝土浇筑 建筑整体装配阶段工艺介绍 15 进入上一层结构施工 拆除栏杆 吊装外墙板 三 与传统工艺比较 大可控1 质量解决传统建筑方式普遍存在的渗漏 不隔音 不隔热 精度差等 质量通病 2 进度施工周期是传统建筑方式的1 3左右 高层建筑含精装修可在一年以内全部完成 3 成本时间短 用人少 综合成本降低 真正可控 绿色施工实现了建筑全流程完全可控 3 绿色施工改变传统建筑业落后的生产方式 大变革1 手工 机械2 工地 工厂3 施工 总装4 农民工 产业工人5 技术工人 操作工人 5 真正实现 五节一环保 节能70 节水80 节材20 节地20 节时70 低碳环保 施工用人量大幅减少 不用搭设外脚手架 降低安全隐患低碳环保的生产建造方式 每百平米减少5吨建筑垃圾 绿色施工完全践行绿色低碳的建筑理念 管理先进 工期缩短 建筑工业化方式与传统方式建造阶段资源消耗对比 以30层精装住宅为例 建筑工业化方式与传统方式建造综合单方造价对比表 注 基础 0以上部分 含外装涂料 单位 万元 与传统方式对比的优点 现场施工取消脚手架 取消了室内 外墙抹灰工序 钢筋由工厂统一配送 楼板底模取消 墙体塑料模板取代传统木模板 现场建筑垃圾可大幅减少 装配式传统式 与传统方式对比的优点 PC构件在工厂预制 构件运输至施工现场后通过大型起重机械吊装就位 操作工人只需进行扶板就位 临时固定等工作 大幅降低操作工人劳动强度 装配式传统式 与传统方式对比的优点 门窗洞预留尺寸在工厂已完成 尺寸偏差完全可控 室内门需预留的木砖 混凝土块在工厂也完成 定位精确 现场安装简单 安装质量易保证 装配式传统式 与传统方式对比的优点 保温板夹在两层混凝土板之间 且每块墙板之间有效的防火分隔 可以达到系统防火A级 避免大面积火灾隐患 且保温效果好 保温层耐久性好 外墙为混凝土结构 防水抗渗效果好 装配式传统式 与传统方式对比的优点 取消了内外粉刷 墙面均为混凝土墙面 有效避免开裂 空鼓 裂缝等墙体质量通病 同时平整度良好 可预先涂刷涂料或施工外饰面层或采用艺术混凝土作为饰面层 避免外饰面施工过程中的交叉污损风险 装配式传统式 与传统方式对比的优点 大部分混凝土预制构件在PC工厂内生产完成 现场仅是组装 受天气影响小 不会因恶劣气候影响工期 装配式传统式 与传统方式对比的优点 管线工厂内预埋到位 现场无需后开槽 部品化全装修成品房 装配式传统式 与传统方式对比有待改进处 1 国内市场认可度小 研究起步晚 技术有待成熟 2 装配式建筑专业工厂少 容易价格垄断 成本居高不下 3 传统建筑设计院无足够的专业人员进行该设计 需专业厂家进行深化设计 方案阶段即需介入 4 大部分配件需在工厂内完成 由工厂运至现场 若距离过长 增加了时间成本及路费 5 规模低于10万 的建安成本高于传统工艺 与传统方式对比有待改进处 6 预制板由业主后开槽装修难度较大 管线需工厂预埋到位 适合精装 或者减少装配率 内墙采用砌块填充墙 现场施工 楼板内预埋管线安装 面层钢筋绑扎 与传统方式对比有待改进处 7 工厂生产PC装配构件 现场组装 如遇赶工期 施工可靠性降低 与传统方式对比有待改进处 8 建筑风格受限 适用于外立面简单明快 户型重复率高的中低端住宅及现代风格的别墅等 装配式混凝土结构技术体系框架结构剪力墙结构框架 剪力墙结构楼盖体系 综述 四 常用结构体系 框架结构 预制混凝土框架一般由预制柱 预制梁 预制楼板 预制楼梯等结构构件组成 结构传力路径明确 装配效率高 现浇湿作业少是最适合进行预制装配化的结构形式 主要用于需要开敞大空间的厂房 仓库 商场 停车场 办公楼 教学楼 医务楼 商务楼等建筑 近年来也逐渐应用于居民住宅等民用建筑 预制混凝土框架结构按连接方式分为两类 等同现浇结构 刚性连接 不等同现浇结构 柔性连接 框架结构 刚性连接 基于一维构件把梁 柱预制成一维构件 通过一定的方法连接而成 预制构件端部伸出的预留钢筋焊接或用钢套筒连接 然后现场浇筑混凝土 优点 构件生产及施工方便 结构整体性较好 可做到等同现浇结构缺点 接缝位于受力关键部位 连接要求高 框架结构 刚性连接 基于二维构件 采用平面T型和十字型或一字型构件通过一定的方法连接 优点 节点性能较好 接头位于受力较小部分缺点 生产 运输 堆放以及安装施工不方便 框架结构 刚性连接 框架结构 刚性连接 基于三维构件采用三维双T型和双十字型构件通过一定的方法连接 能减少施工现场布筋 浇筑混凝土等工作 接头数量较少 缺点是构件是三维构件 重量大不便于生产 运输 堆放以及安装施工 该种框架体系应用较少 框架结构 刚性连接 节点采用柔性连接 连接部位抗弯能力比预制构件低 地震作用下弹塑性变形通常发生在连接处 既可以用于预制混凝士框架体系 又可以用于预制混凝土板柱结构 变形在弹性范围内 因此结构恢复性能好 震后只需对连接部位进行修复就可以继续使用 具有较好的经济性能 柔性连接的预制混凝土结构设计原则与现浇结构有很大的不同 符合 基于性能 的抗震设计思想 框架结构 柔性连接 框架结构 柔性连接 预制装配式混凝土框架 支撑结构 框架 支撑结构可以增加框架结构的刚度 延性 承载力以及耗能能力 支撑能消耗地震能量 使主体结构免于倒塌 甚至仅经过轻微修复便可继续使用 易于实现了整个结构的全部预制装配化 提高框架结构的适用高度 中心支撑 中心支撑 框架结构 剪力墙结构 预制剪力墙体系现浇剪力墙配外挂板体系叠合剪力墙体系多层剪力墙体系 叠合剪力墙结构 多层剪力墙结构 钢筋连接技术 套筒灌浆连接 中心支撑 预制剪力墙体系 套筒灌浆连接的预制剪力墙浆锚搭接连接的预制剪力墙底部预留后浇区的预制剪力墙 部分预制的套筒灌浆连接的预制剪力墙 浆锚搭接连接的的预制剪力墙 底部预留后浇区的预制剪力墙 以竖向钢筋连接技术为主要区别 钢筋连接技术 套筒灌浆连接 东京塔58层 台湾高层住宅38层 浦江住宅14层 浆锚搭接连接包括螺旋箍筋约束浆锚搭接连接 金属波纹管浆锚搭接连接以及其它采用预留孔洞插筋后灌浆的间接搭接连接方式 浆锚搭接连接 螺旋箍筋约束浆锚搭接连接 金属波纹管浆锚搭接连接 全预制 部分预制 全预制 两侧预制 中部预制 预制墙连接段 边缘构件现浇 预制部位对剪力墙破坏形态影响较小 主要与截面竖向钢筋连接方式有关 套筒灌浆连接 研究表明 约束浆锚搭接连接是一种较为可靠的钢筋连接技术 可以应用于装配整体式剪力墙的竖向钢筋连接 装配式混凝土结构技术规程 JGJ1 2014 竖向钢筋连接相关规定使用前对接头进行力学性能及适用性试验验证边缘构件竖向钢筋逐根连接竖向分布钢筋允许间隔连接 全预制 部分预制 分布区竖向钢筋间隔连接 分布区竖向钢筋间接连接 规程 未禁止 间接连接的方式与现浇剪力墙相比较为接近 但变形 破坏形态以及承载力 延性等指标与设计人员的布置密切相关 需要进一步研究以证明其可靠性 规程 允许 但间隔的间距 被连接钢筋最小直径有要求 且当计算水平剪力和配筋率时未连接钢筋不得计入 边缘构件竖向钢筋间接连接 有待于进一步研究 降低了套筒的使用数量 仅在 预制腿 处应用套筒灌浆连接 降低了综合成本 在预制墙体内预留孔洞 由顶端浇注混凝土 自上而下的灌注产生了强大的压力确保了后浇区内混凝土的密实程度 底部预留后浇区的预制剪力墙 预制 叠合 板 预制 叠合 梁 预制外墙 预制楼梯等构件现浇剪力墙 柱等 核心仍是现浇剪力墙体系注重外挂墙板的设计以及安装施工 线连接 点连接 现浇剪力墙配外挂板体系 叠合板式预制剪力墙 双板剪力墙 沿厚度方向分为三层 外层预制 中间层现浇 通过桁架钢筋连接 但预制混凝土板及其内的钢筋网与上下层不相连接 叠合剪力墙体系 适用于抗震设防烈度为7度及6度以下抗震区和非抗震区 房屋高度不超过60米 层数在18层以内的多层 高层住宅结构 我国城镇化进程的步伐加快 将会建设大量的以6 7层为主的剪力墙居住建筑 对抗震的需求并不大 此种结构体系构造简单 施工方便 可在广大城镇地区多层住宅中推广使用 装配式混凝土结构技术规程 JGJ1 2014简化了暗柱设置及水平接缝的连接 降低了剪力墙及暗柱配筋率 配箍率要求连接方式多样 简便 可采用干连接可将叠合剪力墙应用于多层剪力墙结构体系 真正做到工业化生产 施工 多层剪力墙体系 剪力墙体系 预制框架 现浇剪力墙预制框架 现浇核心筒预制框架 预制剪力墙 南科大厦 框架 剪力墙 预制框架 现浇剪力墙 梁柱节点现浇 梁柱节点处连接 搭接连接后弯锚钢筋排列较紧密 吊装时存在梁筋与柱筋碰撞的问题 梁柱节点预制 梁外侧连接 可形成单节点梁或双节点梁 尽量避免双节点梁 特别是较大跨度的梁 易造成吊装下落困难 在跨度较小的梁可以适当应用 在边柱或角柱的位置 也可将梁柱节点与柱一体化预制 形成带节点柱 预制外框架与现浇核心筒同步施工 预制外框架吊装施工与现浇核心筒施工在同一层进行 混凝土浇筑作业可同时进行 可用同一组工人 但施工进度会受影响 预制梁 预制叠合板与现浇核心筒墙体的连接较容易实现 现浇核心筒先行 预制外框架跟进 类似于钢框架 现浇钢筋混凝土核心筒的施工工法 浇核心筒先行约升到十层 开始进行钢外框架的吊装 预制 现浇分开施工 不交叉作业 现浇核心筒应预埋框架梁连接筋及板连接筋 未来在框架 核心筒结构中可以研究型钢混凝土梁 改现有的湿连接为干连接 国内尚无工程案例 正在开展相关研究 预制框架 预制剪力墙 日本进行过类似研究并有大量工程实践 但体系稍有不同 国内基本处于空白状态 正在开展研究 墙 梁一体化预制 连梁的形式梁柱节点现浇 预制剪力墙 预制一字型梁形式将墙 柱 梁一体化预制的形式预制柱 预制墙 预制节点 预制梁一体化构件的形式 体系四 体系三 体系二 体系一 框架 剪力墙 楼盖体系 楼盖体系 双向板 单向板 预制板 楼梯 外挂板 国家级文件 2013年1月1日 国务院办公厅以2013年1号文的形式 转发了发改委 住建部 绿色建筑行动方案 国办发 2013 1号附件1 文件重点要求充分认识开展绿色建筑行动 并将 推动建筑工业化 被列为十大重要任务之一 五 相关政策简述 上海市文件 根据国务院 绿色建筑行动方案 等文件要求 上海市政府由杨雄市长牵头 在2013年7月8日召开了政府常务会议 明确了上海推进住宅产业化工作的方向及具体措施 并在8月15日下发了 关于本市进一步推进装配式建筑发展的若干意见 沪府办 2013 52号 上海市文件 为进一步加大对本市建筑节能工作的推进力度 规范建筑节能扶持资金使用管理 根据 上海市建筑节能条例 上海市节能减排专项资金管理办法 的有关规定 2012年8月6日下发了 上海市建筑节能项目专项扶持办法 沪发改环资 2012 088号 上海市文件 根据国务院 绿色建筑行动方案 及上海市 关于本市进一步推进装配式建筑发展的若干意见 等文件要求 上海市政府2014年6月17日下发了 上海市绿色建筑发展三年行动计划 2014 2016 沪府办 2014 32号 政策内容汇总 明确了装配式建筑的装配率标准 外环内须 外环外须 住宅外墙采用预制墙体或叠合墙体 50 并宜采用预制夹芯保温墙体 新建装配式建筑的建筑面积比例 2014年不少于25 2015年不少于50 2016年 外环线以内符合条件的新建民用建筑原则上全部采用装配式建筑 3 实施装配式建筑 这一要求将写入土地出让合同 4 对实施了装配式建筑的项目 在建筑面积的计算上 给予最大3 的政策优惠 5 除独立式 联排式住宅外 装配式商品住宅和公共租赁住房应当实施全装修 政策优惠汇总 1 项目预制外墙或叠合外墙的预制部分可不计入建筑面积 但不超过装配式住宅 0 00以上地面计容建筑面积的3 2 预制装配率15 及以上的整体装配式住宅示范项目 可以享受每平方米补贴60元 其中 整体装配式住宅示范项目 对预制装配率达到25 及以上的 每平方米补贴100元 单个项目最高补贴1000万元 3 采用预制构件外墙 外墙全部为混凝土墙体 可以免于缴纳 新型墙体材料专项基金 专项基金缴纳标准为10元 平方米 现阶段的装配式施工中 存在的主要问题有 1 构配件供应存在的问题包括配件在生产 运输 检验 堆放和保养中操作不规范 在一定程度上对构配件造成了损坏 影响了构配件的质量 对装配式建筑质量造成了直接影响 2 施工准备工作不充分 对装配式施工缺乏必要的预见性 缺乏科学的质量计划 施工方案等 在施工过程中需要的人员 机